综掘工作面可控循环附壁旋流通风数值模拟研究

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1、密级：公开中图分类号：TD714硕士学位论文综掘工作面可控循环附壁旋流通风数值模拟研究研究生：舒威导师：刘荣华教授学科：供热、供燃气、通风及空调工程研究方向：地下通风与空调工程2018年6月AThesisSubmittedfortheDegreeofMasterNumericalstudyoffullmechanizedfaceundercontrollablecirculatingwall-attachedswirlventilationCandidate：ShuWeiSupervisorandRank：Prof.LiuRonghua综掘工作面可控循

2、环附壁旋流通风数值模拟研究学位类型学术型学位作者姓名舒威作者学号15010103005学科（专业学位类别)供热、供燃气、通风及空调工程研究方向（专业领域)地下通风与空调工程导师姓名及职称刘荣华教授实践导师姓名及职称所在学院土木工程学院论文提交日期2018年6月学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名

3、：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日摘要随着矿井开采机械化水平的不断提高，综掘工作面产尘量不断增大，防治困难，是粉尘危害主要来源之一，严重危害了工人的身体健康，影响了矿井的安全生产。传统通风技术在一定程度上可以降低工作面

4、有害物的浓度，但工作面尤其是掘进机司机处的粉尘浓度常常严重超限。因此提出新型通风方法，降低工作面粉尘浓度，对于改善综掘工作面作业环境，确保工作面安全生产，具有重要的现实意义。针对传统综掘工作面长压短抽式通风的不足，本文结合现场实际情况，提出了一种新的通风方式——可控循环附壁旋流通风，该通风方式是结合附壁旋流通风和可控循环风理论的一种新型通风方式。通过现场调研，本文依据实际巷道尺寸建立了可控循环附壁旋流通风物理模型和数学模型，结果表明：当巷道内除尘风机除尘效率为100%时，抽风筒入口处的粉尘浓度与压风量无关；当除尘效率为0时，抽风筒入口处的粉尘浓度只与掘

5、进迎头产尘量和压风量有关，而与抽风量和循环率无关。通过运用FLUENT软件对综掘工作面附壁旋流通风进行了数值模拟，对不同吹吸比条件下巷道内风流和粉尘浓度分布进行了对比分析，得出了最优吹吸比的取值范围，利用相似理论，建立了综掘工作面可控循环附壁旋流通风物理模型，以控制粉尘扩散为目标，在模型中引入了掘进机来近似模拟巷道综掘工作面粉尘的扩散规律。采用PIV和粉尘测量仪，针对数值模拟中得到的合理吹吸比进行了实验验证，结论与数值模拟结果基本吻合，验证了模拟计算的正确性和可行性。通过对可控循环附壁旋流通风效果的影响因素进行分析，得到了附壁旋流通风的合理通风参数。结

6、果表明：吹吸比为0.8、条缝风口宽度为0.06m、条缝风口分散布置时通风效果最好；同时通过改变转载点控尘效果，进一步分析了转载点控尘效率对综掘工作面粉尘浓度分布的影响。关键词：附壁旋流；吹吸比；数值模拟；可控循环；条缝风口iiiABSTRACTWiththecontinuousimprovementofthemechanizationlevelofminemining,thedustproductionoffullymechanizedminingfaceisincreasing,anditisdifficulttopreventandcure.Iti

7、soneofthemainsourcesofdusthazard,whichseriouslyendangersthehealthoftheworkersandaffectsthesafetyproductionofthemine.Traditionalventilationtechnologycanreducetheconcentrationofharmfulsubstancesintheworkingfacetoacertainextent,butthedustconcentrationintheworkingface,especiallyinth

8、edrivingmachine,alsoisoftenseverelylimited.Ther